항저우 누주오 테크놀로지 그룹 유한회사

아르곤(기호 Ar, 원자번호 18)은 불활성, 무색, 무취, 무미의 특성을 지닌 비활성 기체로, 밀폐된 환경에서 사용하기에 안전합니다. 지구 대기의 약 0.93%를 차지하는 아르곤은 네온(0.0018%)이나 크립톤(0.00011%)과 같은 다른 비활성 기체보다 훨씬 풍부하여 대규모 사용에 유리합니다. 아르곤의 화학적 안정성은 최외각 전자 껍질이 8개로 가득 차 있기 때문이며, 이는 고온이나 극한 압력 조건에서도 다른 원소와 화합물을 거의 형성하지 않는다는 것을 의미합니다. 표준 온도 및 압력(STP)에서 아르곤은 단원자 기체(산소나 질소와 같은 이원자 기체와는 달리 단일 원자로 구성됨)로 존재하며, 끓는점은 -185.8°C, 어는점은 -189.3°C입니다. 이러한 극저온 특성 때문에 극저온 보관이 필요하지만, 절대 영도에 가까운 온도로 냉각되어도 다른 물질과 반응하지 않기 때문에 민감한 장비 냉각과 같은 용도에 이상적입니다.

아르곤은 일반적으로 정밀한 다단계 공정인 분별 증류를 통해 공기에서 분리됩니다. 먼저 대기 중의 공기를 여과하여 먼지, 수증기, 이산화탄소와 같은 불순물을 제거합니다. 이러한 불순물은 냉각을 방해하거나 최종 제품을 오염시킬 수 있습니다. 다음으로, 정화된 공기는 압축되고 열교환기에서 냉각되어 최종적으로 -200°C까지 내려가 액체 상태가 됩니다. 이 액체 공기는 높은 증류탑으로 펌핑되어 천천히 가열됩니다. 공기 중의 각 기체는 끓는점이 다르기 때문에(질소는 -195.8°C(아르곤보다 낮음), 산소는 -183°C(아르곤보다 높음)) 증류탑의 각기 다른 층에서 기화됩니다. 질소 기체는 위쪽으로 올라가 먼저 포집되는 반면, 산소는 아래쪽에 액체 상태로 남아 있습니다. 끓는점이 중간인 아르곤은 증류탑 중간 부분에서 응축되어 사이펀으로 분리됩니다. 수집된 아르곤은 잔류 질소나 산소를 제거하기 위해 두 번째 정제 과정을 거치며, 그 결과 산업용 아르곤(순도 99.99%) 또는 첨단 기술 분야에 사용되는 초고순도 아르곤(순도 99.999%)이 얻어집니다.

아르곤의 불활성 특성 덕분에 여러 산업 분야에서 필수적인 가스로 사용됩니다. 야금 분야에서는 MIG(금속 불활성 가스) 및 TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접과 같은 용접 공정에서 중요한 보호 가스로 사용됩니다. 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄과 같은 금속을 용접할 때 아르곤은 용접 부위 주변에 보호막을 형성하여 산화를 방지함으로써 접합부를 약화시키거나 결함을 유발하는 것을 막아줍니다. 이는 자동차 차체, 항공기 부품, 건축 자재 제조에 필수적입니다. 전자 산업에서는 반도체 제조에 초고순도 아르곤을 사용합니다. 마이크로칩에 얇은 금속 또는 실리콘 층을 증착하는 과정에서 아르곤이 생산 챔버를 채워 공기 입자가 미세 회로를 오염시키지 않도록 합니다. 중공업 외에도 아르곤은 텅스텐 필라멘트의 증발 속도를 늦춰 백열전구의 수명을 연장하고(공기를 채운 전구에 비해 수명이 두 배로 늘어남), 박물관 전시실에서 고대 문서나 섬세한 직물과 같은 역사적 유물을 보존하는 데에도 사용됩니다. 아르곤은 산소를 대체하여 부식을 방지합니다. 또한 식품 포장에도 사용되는데, 질소와 혼합하여 산소를 제거함으로써 빵, 과자, 신선한 농산물을 더 오랫동안 신선하게 유지합니다.

경제적으로 아르곤은 광범위한 수요와 낮은 생산 비용으로 인해 고부가가치 자원입니다. 원료가 무한하고 무료인 공기이기 때문에 분별 증류 방식은 비용 효율적이며, 특히 질소나 산소 생산과 병행할 경우 더욱 효과적입니다(많은 공장에서 세 가지 가스를 동시에 생산하여 간접비를 절감합니다). 전 세계 아르곤 시장은 연간 80억 달러 이상 규모이며, 매년 5~7%의 꾸준한 성장률을 보이고 있습니다. 이러한 성장은 자동차(전기차 생산 증가로 더욱 정밀한 용접 필요성 증대), 전자(5G 및 반도체 제조 확대), 신재생 에너지(태양광 패널 생산에 아르곤 코팅 사용)와 같은 산업 분야에 의해 주도되고 있습니다. 희귀한 비활성 기체(크립톤은 아르곤보다 10~20배, 제논은 50~100배 비쌈)와 달리 아르곤은 가격이 저렴하여 대규모 공장과 소규모 연구소 모두에서 쉽게 구할 수 있습니다. 전 세계적으로 기술 및 인프라 개발이 가속화됨에 따라 아르곤 수요는 더욱 증가할 것으로 예상되며, 아르곤은 전 세계 산업 성장과 기술 혁신의 핵심 동력으로서의 역할을 더욱 공고히 할 것입니다.

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